2024版新教材高考数学一轮复习第10章计数原理概率随机变量及其分布第1节基本计数原理排列与组合学案含解析新人教B版202305182125.doc
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1、2024版新教材高考数学一轮复习第10章计数原理概率随机变量及其分布第1节基本计数原理排列与组合学案含解析新人教B版202305182125计数原理、概率、随机变量及其分布课程标准命题解读1.理解样本点、有限样本空间、随机事件2会计算古典概型中简单随机事件的概率,加深对随机现象的认识和理解3理解两个基本计数原理,运用计数原理探索排列、组合、二项式定理等问题4了解条件概率及其与独立性的关系,能进行简单计算5感悟离散型随机变量及其分布列的含义,知道可以通过随机变量更好地刻画随机现象6理解伯努利试验,掌握二项分布,了解超几何分布7感悟服从正态分布的随机变量,知道连续型随机变量8基于随机变量及其分布解
2、决简单的实际问题.考查形式:高考在本章一般命制一道选择题或填空题及一道解答题考查内容:两个计数原理、排列与组合、二项式定理、概率、随机变量及其分布,其中概率、随机变量及其分布是高考命题的热点,每年必考备考策略:(1)计数原理常与古典概型综合(2)掌握二项式定理及其应用,会利用通项公式求特定项(3)加强以实际问题为背景,考查分布列、期望等是高考的热点题型的训练(4)概率统计试题的阅读量和信息量都有所加强,考查角度趋向于应用概率统计知识对实际问题做出决策核心素养:数学建模、数学运算、逻辑推理.第1节基本计数原理、排列与组合一、教材概念结论性质重现1两个计数原理分类加法计数原理分步乘法计数原理条件完
3、成一件事,如果有n类办法,且:第一类办法中有m1种不同的方法,第二类办法中有m2种不同的方法第n类办法中有mn种不同的方法完成一件事,如果需要分成n个步骤,且:做第一步有m1种不同的方法,做第二步有m2种不同的方法做第n步有mn种不同的方法结论那么完成这件事共有Nm1m2mn种不同的方法那么完成这件事共有Nm1m2mn种不同的方法两个计数原理的区别分类加法计数原理针对“分类”问题,其中各种方法相互独立,用其中任何一种方法都可以做完这件事;分步乘法计数原理针对“分步”问题,各个步骤相互依存,只有各个步骤都完成了才算完成这件事2排列与组合的定义排列的定义从n个不同对象中取出m(mn)个对象按照一定
4、的顺序排成一列组合的定义并成一组3.排列数、组合数的定义、公式、性质排列数组合数定义从n个不同对象中取出m(mn)个对象的所有排列的个数从n个不同对象中取出m(mn)个对象的所有组合的个数公式An(n1)(n2)(nm1)C性质An!,0!1CC,CCC(1)“排列”与“组合”的辨析排列与组合最根本的区别在于“有序”和“无序”取出元素后交换顺序,如果与顺序有关,则是排列;如果与顺序无关,则是组合(2)排列数与组合数之间的联系:CAA;两种形式:连乘积形式;阶乘形式前者多用于数字计算,后者多用于含有字母的排列数式子的变形与论证二、基本技能思想活动体验1判断下列说法的正误,对的打“”,错的打“”(
5、1)在分类加法计数原理中,两类不同方案中的方法可以相同( )(2)在分类加法计数原理中,每类方案中的方法都能直接完成这件事( )(3)所有元素完全相同的两个排列为相同排列( )(4)两个组合相同的充要条件是其中的元素完全相同( )(5)若CC,则xm成立( )2有4位教师在同一年级的4个班中各教一个班的数学,在数学检测时要求每位教师不能在本班监考,则不同的监考方法有()A8种B9种C10种D11种B解析:设四位监考教师分别为A,B,C,D,所教班分别为a,b,c,d.假设A监考b,则余下三人监考剩下的三个班,共有3种不同方法,同理A监考c,d时,也分别有3种不同方法由分类加法计数原理,共有33
6、39(种)不同的监考方法3某中学语文老师从红楼梦平凡的世界红岩老人与海4本不同的名著中选出3本,分给三个同学去读,其中红楼梦为必读,则不同的分配方法共有()A6种B12种C18种D24种C解析:(1)先从平凡的世界红岩老人与海三本书中选择2本,共有C3(种)选法;(2)将选出的2本书与红楼梦共计3本书进行全排列,对应分给三个学生,有A6(种)排法根据分步乘法计数原理,不同的分配方法有3618(种)故选C.4由数字2,0,1,9组成没有重复数字的四位偶数的个数为_10解析:根据所组成的没有重复数字的四位偶数的个位是否为0进行分类计数:第一类,个位是0时,满足题意的四位偶数的个数为A6;第二类,个
7、位是2时,满足题意的四位偶数的个数为CA4.由分类加法计数原理,得满足题意的四位偶数的个数为6410.5从2名女生、4名男生中选3人参加学科竞赛,且至少有1名女生入选,则不同的选法共有_种(用数字作答)16解析:(方法一)可分两种情况:第一种情况,只有1名女生入选,不同的选法有CC12(种);第二种情况,有2名女生入选,不同的选法有CC4(种)根据分类加法计数原理知,至少有1名女生入选的不同的选法共有12416(种)(方法二)从6人中任选3人,不同的选法共有C20(种)从6人中任选3人都是男生,不同的选法有C4(种)所以,至少有1名女生入选的不同的选法共有20416(种).考点1两个原理的应用
8、基础性(1)用数字0,1,2,3,4组成没有重复数字且大于3 000的四位数,这样的四位数有()A250个B249个C48个D24个C解析:分两类:当千位上的数字为4时,满足条件的四位数有A24(个);当千位上的数字为3时,满足条件的四位数有A24(个)由分类加法计数原理,得所有满足条件的四位数共有242448(个)故选C.(2)某同学有同样的画册2本,同样的集邮册3本,从中取出4本赠送给4位朋友,每位朋友1本,则不同的赠送方法共有()A4种B10种 C18种D20种B解析:分两种情况:4位朋友中有2个人得到画册,有C6(种)赠送方法;4位朋友中只有1个人得到画册,有C4(种)赠送方法由分类加
9、法计数原理,得不同的赠送方法共有6410(种)故选B.(3)(2021青岛质检)如图,将4种不同的颜色涂入图中的矩形A,B,C,D中,要求相邻的矩形不同色,则不同的涂法有()A72种B48种 C24种D12种A解析:(方法一)分四步完成,首先涂A有4种涂法,则涂B有3种涂法,C与A,B相邻,则C有2种涂法,D只与C相邻,则D有3种涂法由分步乘法计数原理,得不同的涂法有432372(种)(方法二)按要求涂色至少需要3种颜色,故分两类:一是4种颜色都用,这时A有4种涂法,B有3种涂法,C有2种涂法,D有1种涂法,共有432124(种)涂法;二是用3种颜色,这时A,B,C的涂法有43224(种),D
10、只要不与C同色即可,故D有2种涂法所以不同的涂法共有2424272(种)两个计数原理的应用(1)应用两个计数原理的难点在于明确是分类还是分步:分类要做到“不重不漏”,正确把握分类标准是关键;分步要做到“步骤完整”,步步相连才能将事件完成(2)较复杂的问题可借助图表来完成(3)对于涂色问题:分清元素的数目以及在不相邻的区域内是否可以使用同类元素;注意对每个区域逐一进行,分步处理1甲、乙、丙三人踢毽子,互相传递,每人每次只能踢一下由甲开始踢,经过4次传递后,毽子又被踢回给甲,则不同的传递方式共有()A4种B6种 C10种D16种B解析:分两类:甲第一次踢给乙时,满足条件的传递方式有3种(如图);同
11、理,甲第一次踢给丙时,满足条件的传递方式也有3种由分类加法计数原理可知,共有336(种)传递方式2如果一个三位正整数如“a1a2a3”满足a1a2,且a2a3,则称这样的三位数为凸数(如120,343,275等),那么所有凸数的个数为()A240B204 C729D920A解析:分两类:如果这个三位数含0,则0必在末位,共有这样的凸数C个;如果这个三位数不含0,则这样的凸数共有(CAC)个综上所述,所有凸数共有2CCA240(个)3如图所示的五个区域中,现有四种颜色可供选择,要求每一个区域只涂一种颜色,相邻区域所涂颜色不同,则不同的涂色方法种数为()A24B48 C72D96C解析:(方法一:
12、以位置为主考虑)分两种情况:(1)A,C不同色,先涂A有4种,C有3种,E有2种,B,D各有1种,有43224(种)涂法(2)A,C同色,先涂A有4种,E有3种,C有1种,B,D各有2种,有432248(种)涂法故共有244872(种)涂色方法(方法二:以颜色为主考虑)分两类:(1)取4色:着色方法有2A48(种)(2)取3色:着色方法有A24(种)所以共有着色方法482472(种)考点2排列问题基础性(1)(2020合肥市第二次质量检测)某部队在一次军演中要先后执行A,B,C,D,E,F六项不同的任务,要求:任务A必须排在前三项执行,且执行任务A之后需立即执行任务E,任务B,C不能相邻,则不
13、同的执行方案共有()A36种B44种 C48种D54种B解析:由题意知任务A,E必须相邻,且只能安排为AE,由此分三类完成:当AE排第一、二位置时,用表示其他任务,则顺序为AE,余下四项任务,先全排D,F两项任务,然后将任务B,C插入D,F两项任务形成的三个空隙中,有AA种方法当AE排第二、三位置时,顺序为AE,余下四项任务又分为两类:B,C两项任务中一项排第一位置,剩余三项任务排在后三个位置,有AA种方法;D,F两项任务中一项排第一位置,剩余三项任务排在后三个位置,且任务B,C不相邻,有AA种方法当AE排第三、四位置时,顺序为AE,第一、二位置必须分别排来自B,C和D,F中的一个,余下两项任
14、务排在后两个位置,有CCAA种方法根据分类加法计数原理知不同的执行方案共有AAAAAACCAA44(种)故选B.(2)(2020全国卷)4名同学到3个小区参加垃圾分类宣传活动,每名同学只去1个小区,每个小区至少安排1名同学,则不同的安排方法共有_种36解析:因为4名同学到3个小区参加垃圾分类宣传活动,每名同学只去1个小区,每个小区至少安排1名同学,所以先取2名同学看作一组,选法有C6(种)现在可看成是3组同学分配到3个小区,分法有A6(种)根据分步乘法计数原理,可得不同的安排方法共有6636(种)1(2020洛阳市第一次联考)某小区有排成一排的7个车位,现有3辆不同型号的车需要停放如果要求剩余
15、的4个车位连在一起,那么不同的停放方法的种数为()A16B18C24D32C解析:第一步,将3辆不同型号的车进行排列,有A种方法;第二步,把剩余的4个车位看成一个元素,插入3辆车所形成的4个空位中,有C种方法由分步乘法计数原理可知,不同的停放方法共有AC24(种)故选C.2(2020雅礼中学高三模拟)现有10名学生排成一排,其中4名男生,6名女生若有且只有3名男生相邻排在一起,则不同的排法共有()AAA种BAA种CAAA种DAAA种D解析:采用捆绑法和插空法从4名男生中选择3名,进而将3个相邻的男生捆在一起,看成1个男生,方法数是A,这样与第4个男生看成是2个男生;然后6个女生任意排的方法数是
16、A;最后在6个女生形成的7个空隙中,插入2个男生,方法数是A.综上所述,不同的排法共有AAA种故选D.3(2020和平区高三一模)国际高峰论坛,组委会要从6个国内媒体团和3个国外媒体团中选出3个媒体团进行提问,要求这三个媒体团中既有国内媒体团又有国外媒体团,且国内媒体团不能连续提问,则不同的提问方式的种数为()A378B306 C268D198D解析:分两种情况讨论:若选两个国内媒体、一个国外媒体,则有CCA90(种)不同提问方式;若选两个国外媒体、一个国内媒体,则有CCA108(种)不同提问方式所以共有90108198(种)提问方式故选D.考点3组合问题基础性(1)某单位拟安排6位员工在今年
17、6月9日至11日值班,每天安排2人,每人值班1天若6位员工中的甲不值9日,乙不值11日,则不同的安排方法共有()A30种B36种 C42种D48种C解析:若甲在11日值班,则在除乙外的4人中任选1人在11日值班,有C种选法,9日、10日有CC种安排方法,共有CCC24(种)安排方法;若甲在10日值班,乙在9日值班,余下的4人有CCC12(种)安排方法;若甲、乙都在10日值班,则共有CC6(种)安排方法所以不同的安排方法共有2412642(种)(2)现有16张不同的卡片,其中红色、黄色、蓝色、绿色卡片各4张,从中任取3张,要求这3张卡片不能是同一种颜色,且红色卡片至多1张,不同取法的种数为()A
18、232B252 C472D484C解析:分两类:第一类,含有1张红色卡片,不同的取法共有CC264(种);第二类,不含有红色卡片,不同的取法共有C3C22012208(种)由分类加法计数原理知,不同的取法有264208472(种)组合问题的常见类型与处理方法(1)“含有”或“不含有”某些元素的组合题型:“含”,则先将这些元素取出,再由另外元素补足;“不含”,则先将这些元素剔除,再从剩下的元素中选取(2)“至少”或“至多”含有几个元素的题型:若直接法分类复杂时,逆向思维,间接求解1如图,MON的边OM上有四点A1,A2,A3,A4,ON上有三点B1,B2,B3,则以O,A1,A2,A3,A4,B
19、1,B2,B3中三点为顶点的三角形的个数为()A30B42C54D56B解析:间接法:先从这8个点中任取3个点,有C种取法,再减去三点共线的情形即可,即三角形的个数为CCC42.2(多选题)(2020盐城市大丰中学期中)有13名医生,其中女医生6人,现从中抽调5名医生组成医疗小组前往湖北疫区若医疗小组至少有2名男医生,同时至多有3名女医生,设不同的选派方法种数为N,则下列等式能成为N的算式的是()ACCCBCCCCCCCCCCCCDCCBC解析:13名医生,其中女医生6人,男医生7人利用直接法,2男3女:CC;3男2女:CC;4男1女:CC;5男:C,所以NCCCCCCC.利用间接法:13名医
20、生,任取5人,减去抽调4名女医生和5名女医生的情况,即NCCCC.所以能成为N的算式的是BC.故选BC.考点4排列与组合的综合应用综合性(1)(2020滨海新区大港一中高三模拟)从5名学生中选出4名分别参加数学、物理、化学、生物四科竞赛,其中甲不能参加生物竞赛,则不同的参赛方案种数为()A48B72 C90D96D解析:甲不参加生物竞赛,则安排甲参加另外3场比赛或甲学生不参加任何比赛当甲参加另外3场比赛时,共有CA72(种)选择方案;当甲不参加任何比赛时,共有A24(种)选择方案故不同的参赛方案有722496(种)(2)(2020临沂市临沭县高三模拟)某旅游公司为了推出新的旅游产品项目,派出五
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